《水準儀及高程測量》課件

《水準儀及高程測量》課程簡介測量基本知識回顧長度測量使用卷尺、測繩等工具，測量直線距離。角度測量使用經(jīng)緯儀、全站儀等儀器，測量水平角和垂直角。高程測量使用水準儀、水準尺等工具，測量地面點的高程。高程測量的概念高程測量是指確定地面點高程的測量工作。高程是指地面點到**參考水準面**的垂直距離，通常用海拔高度表示。高程測量是測繪工作中一項重要的基礎(chǔ)工作，廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)、資源勘探、城市規(guī)劃、國防建設(shè)等各個領(lǐng)域。水準測量的定義和特點定義水準測量是一種精確測量地面點高程的方法，它利用水準儀和水準尺，通過測量兩點之間的高差來確定其相對高程。特點精度高速度快操作簡便適用范圍廣水準儀的構(gòu)造和工作原理水準儀是一種精密儀器，用于測量地面點的高程。它主要由望遠鏡、水準管、基座和三腳架組成。水準儀的工作原理是利用水準管內(nèi)的水準面來確定地面點的相對高程。水準管是一個帶有刻度線的玻璃管，里面裝滿液體。水準管的水平面是與地球重力方向垂直的平面。當(dāng)水準管水平放置時，水準管內(nèi)的液體就會形成一個水平面。通過觀察水準管內(nèi)的刻度線，可以確定水準管的水平面位置，從而推算出地面點的相對高程。水準儀的調(diào)整要領(lǐng)1水準管氣泡居中水準管氣泡居中，確保視線水平，為精確測量奠定基礎(chǔ)。2十字絲交點對準水準尺確保水準尺讀數(shù)準確，避免因?qū)势顜淼臏y量誤差。3水準儀腳架穩(wěn)定穩(wěn)定牢固的腳架，確保水準儀穩(wěn)定，減少測量過程中的晃動影響。水準儀的調(diào)整方法視準軸水平通過調(diào)整腳螺旋使水準管氣泡居中，確保視準軸水平。水準管軸垂直于視準軸使用望遠鏡上的水準管調(diào)整螺釘，使水準管氣泡在望遠鏡旋轉(zhuǎn)180度后仍保持居中。十字絲橫絲水平通過調(diào)整十字絲橫絲調(diào)整螺釘，使十字絲橫絲與水準管軸平行。水準測量的基本步驟1準備工作儀器準備、水準點選擇、測量路線設(shè)計等。2水準測量架設(shè)儀器、瞄準水準尺、讀數(shù)、記錄數(shù)據(jù)。3數(shù)據(jù)處理計算高程差、高程、閉合差分析等。水準測量的觀測方法前后視距法測量儀器前后視距相等，消除了儀器高差的影響雙面水準測量法觀測水準尺的兩面，可消除水準尺刻劃誤差的影響交叉水準測量法適用于地形起伏較大的地區(qū)，可提高測量精度水準路線的布設(shè)1路線類型閉合路線，附合路線，支路線2路線選擇地形平坦，便于觀測3控制點設(shè)置穩(wěn)定，便于長期使用水準路線的調(diào)平計算水準路線的調(diào)平計算是指根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，對水準路線進行高程調(diào)整，以消除觀測誤差，得到各點的高程值。水準路線誤差的分析儀器誤差水準儀本身的精度，例如水準管氣泡偏心誤差、水準尺刻劃誤差等，都會導(dǎo)致測量誤差。觀測誤差觀測人員的經(jīng)驗和操作熟練程度，以及外界環(huán)境的影響，都會造成觀測誤差。外界環(huán)境影響溫度變化、氣流、地面沉降等環(huán)境因素，都會對水準測量結(jié)果產(chǎn)生影響。水準測量成果的計算高程差后視讀數(shù)-前視讀數(shù)高程已知點高程+高程差平均高程所有觀測點高程的總和/觀測點數(shù)水準測量成果的表示水準測量成果通常以平面圖、剖面圖、縱剖面圖等形式表示，直觀地展現(xiàn)地形地貌特征和高程信息。水準測量成果還可以通過表格形式進行記錄，以便進行數(shù)據(jù)分析和處理。繪制高程變化曲線圖，能夠更加清晰地展示地形高程變化趨勢。常見水準測量問題分析水準測量是測量工程中常見的測量方法，但實踐中也常常遇到一些問題，影響測量精度和效率。例如，水準儀未調(diào)平、水準尺讀數(shù)錯誤、觀測點選擇不當(dāng)、氣溫變化等，都會導(dǎo)致測量誤差。因此，需要認真分析常見問題，采取措施進行預(yù)防和控制，以確保測量結(jié)果的準確性。水準測量的應(yīng)用領(lǐng)域工程建設(shè)道路、橋梁、建筑物等工程建設(shè)都需要進行高程測量，以確保工程的準確性和安全性。土地管理土地測量和地籍調(diào)查中，需要進行高程測量，以確定土地的面積、邊界和高程。城市規(guī)劃城市規(guī)劃中，需要進行高程測量，以確定城市道路、建筑物和綠化帶的相對高度，并進行地形分析和規(guī)劃設(shè)計。水利工程水庫、水渠、堤壩等水利工程建設(shè)都需要進行高程測量，以確保工程的穩(wěn)定性和安全運行。高程測量的基本方法水準測量法水準測量法是利用水準儀和水準尺，通過測量兩點間的高差來確定其高程的方法。三角高程測量法三角高程測量法是利用三角形邊角關(guān)系，通過測量水平距離和垂直角來確定其高程的方法。GPS高程測量法GPS高程測量法是利用全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星信號，通過接收衛(wèi)星信號來確定其高程的方法。高程差的計算1起點高程測量起點的高程值2終點高程測量終點的高程值3高差起點高程減去終點高程的值高程點的坐標確定方法描述水準測量法通過水準測量獲取高程差，并結(jié)合已知高程點，計算出待測點的絕對高程三角高程測量法利用三角形邊角關(guān)系，結(jié)合已知高程點和觀測角度，計算出待測點的相對高程GPS測量法利用全球定位系統(tǒng)，獲取待測點的三維坐標，進而確定其高程高程測量的精度要求等級要求高程測量精度根據(jù)工程項目的具體要求來決定。誤差控制嚴格控制觀測誤差，并進行必要的誤差分析和處理。成果應(yīng)用確保高程測量成果滿足工程建設(shè)的精度要求，為工程設(shè)計和施工提供可靠依據(jù)。不同高程測量方法的比較1水準測量精度高，適用于精密工程測量和地籍測量。2三角高程測量精度較低，適用于地形圖測繪和野外勘察。3GPS高程測量精度適中，適用于快速測繪和工程測量。高程測量的錯誤及其控制儀器誤差：水準儀本身的缺陷或使用不當(dāng)觀測誤差：觀測人員的疏忽或環(huán)境影響計算誤差：計算過程中的錯誤或數(shù)據(jù)輸入錯誤高程測量的常見應(yīng)用建筑工程高程測量用于確定建筑物的標高，確保建筑物基礎(chǔ)穩(wěn)固、排水順暢。隧道工程高程測量用于確定隧道的縱坡，保證車輛行駛安全，并進行施工放樣。橋梁工程高程測量用于確定橋梁的標高，保證橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并進行施工放樣。測設(shè)算高進行高程轉(zhuǎn)換1測設(shè)算高利用已知高程點和測設(shè)點的高差，計算測設(shè)點的高程。2高程轉(zhuǎn)換將測設(shè)點的高程轉(zhuǎn)換為不同的高程系統(tǒng)或參考面。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)、地形圖測繪等領(lǐng)域。復(fù)雜地形區(qū)高程測量的技巧1地形選擇選擇有利于觀測的控制點位置，避免遮擋。2測站設(shè)置合理設(shè)置測站，保證觀測路線平順，減少誤差。3觀測方法選擇合適的水準測量方法，提高觀測精度。4數(shù)據(jù)處理采用合理的誤差分析和調(diào)整方法，提高測量精度。高程測量的質(zhì)量檢查數(shù)據(jù)檢查檢查原始觀測數(shù)據(jù)是否完整、準確、一致，是否存在明顯錯誤。計算檢查檢查高程計算過程是否正確，結(jié)果是否合理，是否存在明顯誤差。成果檢查檢查最終高程成果是否符合精度要求，是否與實際情況相符。水準測量的質(zhì)量控制儀器校準定期校準水準儀，確保其精度滿足要求。觀測精度嚴格按照操作規(guī)程進行觀測，控制觀測誤差。數(shù)據(jù)處理采用合理的計算方法和軟件進行數(shù)據(jù)處理，剔除異常值。水準測量成果處理及應(yīng)用成果整理對水準測量數(shù)據(jù)進行整理、計算、分析，形成測量成果報告。成果應(yīng)用水準測量成果廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)、城市規(guī)劃、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域。成果管理建立水準測量成果數(shù)據(jù)庫，方便查詢和管理。本課程的重點與難點重點掌握水準儀的使用方法和步驟。了解水準測量的基本原理和誤差分析。熟練運用水準測量成果的計算和處理。難點水準儀的調(diào)整和觀測方法。水準測量的精度控制和誤差分析。復(fù)雜地形區(qū)高程測量和成果處理。綜合案例分析與應(yīng)用通過實際案例分析，將水準儀及高程測量知識應(yīng)用到具體工程項目中。例如，在道路建設(shè)中，利用水準測量確定道路的高程，保證道路的平順性。在建筑